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桐山 博光; 中井 善基; 山本 洋一*; 金沢 修平; 大道 博行; 木村 豊秋
no journal, ,
プリパルスフリー・高強度レーザーパルスの生成を目的として、従来の再生増幅器に替わる増幅器として光パラメトリックチャープパルス増幅器(OPCPA)の開発を行っている。発振器からの出力光をポッケルスセルを用いて10Hzのシード光とし、次にOPCPAでこのシード光の主パルスのみを選択的に増幅している。OPCPAにはタイプI位相整合のBBO結晶を3つ用い、その励起光には単一縦モードのQスイッチNd:YAGレーザーの第二高調波光を用いている。シード光をOPCPAで増幅することにより、35-mJの高エネルギーシグナル光が高いコントラストで得られている。OPCPAの設計やその動作特性について議論する。
森 道昭; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 神門 正城; 林 由紀雄; 大東 出; 福見 敦*; 余語 覚文; 高井 満美子; 織茂 聡; et al.
no journal, ,
準相対論的強度におけるレーザーと物質の相互作用を研究する目的でJLITE-Xチタンサファイアレーザー装置を開発した。レーザー開発後、準単色構造を持った荷電粒子の発生実験を行った。初めにわれわれは、ピーク出力1TW/パルス幅220fs/集光強度
のレーザー光を、水素炭化物が100nm以下にコートされているチタン3
m薄膜に照射し、それにより得られるMaxwell-Boltzmann分布のエネルギー構造を持った最大エネルギー700keVの陽子ビームを、RF加速器技術に基づいた位相回転器を用いてエネルギー構造の準単色化を行った。この結果、最大で600keV近辺にピークを持つ準単色構造の陽子ビームが得られることを明らかにした。さらに、ターゲットをヘリウムガスジェットに替えて、ピーク出力3TW/パルス幅70fs/集光強度
のレーザー光を照射し、セルフインジェクション・自己変調型レーザー航跡場加速領域でエネルギー20MeV・発散角7.5mrad・電荷量0.8pCの電子ビームをプラズマから発生させ、初めて準相対論領域すなわち
を下回る強度においてレーザー駆動準単色電子発生が可能であることを実験的に明らかにした。これらの結果は、数テラワットの小型レーザーシステムでも、プラズマ物理研究ばかりでなく、応用を前提とした高エネルギー荷電粒子源にも使えることを示している。
桐山 博光; 森 道昭; 大東 出; 小瀧 秀行; 中井 善基; 下村 拓也*; 田上 学*; 圷 敦; 岡田 大; 本村 朋洋*; et al.
no journal, ,
相対論領域の高強度レーザーと物質との相互作用研究のために、従来のチタンサファイアチャープパルス増幅と光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)法を用いた高ピークパワー,高コントラストレーザーの開発を行った。パルス拡張されたシード光は3ステージのタイプI位相整合のBBO非線形光学結晶を用いたOPCPAにて、約1億倍の利得で10mJにまで増幅される。その後、OPCPAにて増幅されたシグナル光は、後段のチタンサファイア増幅器により2.9Jにまで増幅される。最後にパルス圧縮を行うことにより、19fsのパルス幅が得られ、80TWのピークパワーを達成した。プリパルスとメインパルスのコントラスト比は数ピコ秒の時間領域で
以下であった。また、熱レンズ焦点距離は約4kmであった。
越智 義浩; 長谷川 登; 河内 哲哉; 田中 桃子; 錦野 将元; 岸本 牧; 大場 俊幸; 杉山 僚
no journal, ,
In the Kansai Photon Science Institute of Japan Atomic Energy Agency (JAEA), spatially full coherent X-ray laser beam at wavelength of 13.9 nm has been demonstrated by means of oscillator-amplifier scheme. We have already started application researched using the 13.9-nm laser, however the shot rate of the present system, 1 shot per 20 minutes, is not sufficient. The shot rate is limited by cooling time of the rod amplifier. We have developed new driver laser system (TOPAZ: Twin OPtical Amplifiers using Zigzag slab) for pumping the X-ray lasers at 0.1-Hz repetition rate at JAEA. The laser system consists of Ti:Sapphire oscillator (
= 1053 nm), pulse stretcher, OPCPA, prepulse generator, flash lamp pumped zigzag slab Nd:glass amplifiers, pulse compressor, and line focusing system.
桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 下村 拓也; 田上 学*; 岡田 大; 近藤 修司; 金沢 修平; 大東 出; 匂坂 明人; et al.
no journal, ,
レーザー駆動粒子加速などの利用研究を推進するために、高コントラスト・高強度レーザーシステムの開発を行っている。高いコントラストを得るために、高エネルギーパルスによりシードされた光パラメトリックチャープパルス増幅器(OPCPA)を前置増幅器として採用し、高い強度を得るために、後段にチタンサファイアチャープパルス増幅器を用いたシステムの開発を行っている。1nsにパルス幅を伸張されたマイクロジュールの高いエネルギーを有するシード光は、OPCPA前置増幅器によりミリジュールまで増幅され、その後、チタンサファイア前置増幅器で300mJ、チタンサファイア主増幅器で3Jにまで増幅される。チタンサファイア主増幅器における熱負荷を低減させるために結晶を100Kにまで冷却している。パルス圧縮後に、ほぼ回折限界の優れた集光径で10
W/cm
を達成するとともに、psの時間領域において10
桁以上の高いコントラストを得た。
Bolton, P. R.
no journal, ,
Proton and ion facilities for cancer treatment are rapidly being established around the globe. Energetic proton and ion yields from intense laser-plasma interactions have shown promise for the development of compact laser-driven hadron therapy facilities. Scaled laser system requirements for 200 MeV proton generation call for repetition rated PW power levels. The Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has established the Photo-Medical Research Centre (PMRC) which brings together researchers from academic, national laboratory, industrial and medical communities. Our main goal at PMRC is to develop efficient laser-plasma-accelerated proton and ion beams that are suitable for many applications of which the primary one is hadron cancer therapy. PMRC will be introduced and our recent progress will be presented.
Bulanov, S. V.
no journal, ,
The talk is devoted to such the processes fundamental for nowadays relativistic regimes of the laser matter interaction as generation and evolution of relativistic coherent nonlinear electromagnetic structures; generation of extremely high intensity electromagnetic waves and extremely high energy charged particle beams; novel regimes of electromagnetic wave interaction with matter and to the prospects of using the laser relativistic plasmas for the high energy physics and for the laboratory relativistic astrophysics.
桐山 博光; Terranova, F.*; Pegoraro, F.*
no journal, ,
極短パルスを生成するために、増幅媒質に光パラメトリックチャープパルス増幅器(OPCPA)を用いた増幅スペクトル拡大の理論的評価を行っている。増幅するチャープパルスを複数に分離し、位相整合条件をわずかに変えた複数のOPCPAにて増幅を行う。このような構成にすることで、それぞれの増幅器で増幅波長をわずかに変えることができるので、短波長から長波長までの広いスペクトル帯域の増幅が可能となる。最後に増幅された複数のチャープパルスを重ね合わせることで、シングルビームに比して、大型の非線形光学結晶,大型のポンプレーザーを用いることなしに、高エネルギーでかつ広いスペクトル帯域の増幅が可能であることを理論的に示した。